نوشته ها

صدای هشدار در هواپیما – توانایی تمرکز ما برای انجام کارهای روزمره ضروری است. مغز ما برای جلوگیری از پراکندگی توجه و سرگردانی ذهن مکانیزم‌های داخلی ای دارد و در حالی که این مکانیزم‌ها می‌توانند برای کار یا رانندگی بسیار مفید باشند، اما ممکن است ما را فریب دهند.

چرا خلبانان هیچوقت صدای هشدارها را نمی شوند

براساس تحقیقات Mack و  Rock در اواخر دهه ۱۹۹۰، اکنون شواهد قوی‌ای وجود دارد که نشان می‌دهد تمرکز بیش از حد می‌تواند باعث “کوری” مغز ما نسبت به رویدادها یا تحریکات بسیار واضح در محیطمان شود. Simons و Chabris از دانشگاه هاروارد این پدیده را که “کوری ناشی از بی‌توجهی” نامیده می‌شود، به طور درخشانی نشان دادند.

در آزمایش آن‌ها، از داوطلبان خواسته شد تا یک ویدیو از تمرین بسکتبال را تماشا کنند و تعداد پاس‌های بازیکنان با تی‌شرت سفید را بشمارند. بیش از نیمی از شرکت‌کنندگان گوریلی را که در میانه صفحه ظاهر شد و به سینه‌اش کوبید، ندیدند، زیرا آن‌ها درگیر انجام وظیفه بودند.

ناشنوایی مغزی

این چشم‌بندهای توجه محدود به بینایی نیستند: سیستم شنوایی ما نیز می‌تواند به طرز شگفت‌انگیزی تحت تأثیر قرار گرفته و کاملاً ناشنوا شود. این “ناشنوایی ناشی از عدم توجه” در مطالعاتی برجسته شده است که در آن، به عنوان مثال، افرادی که به قطعه معروف “چنین گفت زرتشت” اثر Strauss گوش می‌دادند، نتوانستند متوجه یک سولوی غیرمنتظره گیتار الکتریک که در وسط این شعر سمفونیک نواخته شد، شوند.

تحقیقات در مورد ناشنوایی ناگهانی مغز ما و مطالعات تصویربرداری مغزی مرتبط با آن، دانش علمی حیاتی برای درک عملکرد انسان در موقعیت‌های عملی، مانند خلبانی یک هواپیما را فراهم کرده است. تاریخ هوانوردی مملو از حوادثی است که در آن‌ها اپراتورهای انسانی در کابین خلبان به هشدارهای شنیداری توجه نکرده و به اشتباهات خود ادامه دادند.

چگونه ممکن است خلبانان حرفه‌ای چنین اطلاعات حیاتی‌ای را نادیده بگیرند؟ برای پاسخ به این سؤال، باید یک رویکرد علمی را که فراتر از روش‌های سنتی ارگونومیک باشد و بر اساس مشاهدات ذهنی و عینی از رفتار انسانی استوار باشد، اتخاذ کنیم. پیشرفت‌های اخیر در علوم اعصاب شناختی به طور قطع درک ما از مکانیزم‌های مغزی که زیربنای رفتارهای ادراکی، شناختی و حرکتی ما هستند را متحول کرده است.

یک عامل کلیدی در این پیشرفت، توسعه تکنیک‌های تصویربرداری عصبی مانند fMRI و سیستم‌های پوشیدنی مانند EEG و fNIRS بوده است. اما، علوم اعصاب عموماً محدود به مطالعات آزمایشگاهی با کنترل بالا است که اغلب با شرایطی که در زندگی روزمره با آن‌ها مواجه می‌شویم، به مقدار زیادی فاصله دارند.

نوروارگونومی

در چند سال اخیر، رشته جدیدی پدید آمده است که ابزارها و تکنیک‌های علوم اعصاب را با روش‌های میدانی ارگونومی ترکیب می‌کند. این رشته که نوروارگونومی نامیده می‌شود، توسط بنیان‌گذار آن، پروفسور Raja Parasuraman ، به عنوان مطالعه مغز در حین کار تعریف شده است.

این همان رویکردی است که ما برای درک مکانیزم‌های ناشنوایی خلبانان به هشدارها، تحت حمایت کرسی تحقیقاتی تأمین‌شده توسط صندوق تحقیقات AXA در مدرسه مهندسی هوافضا ISAE-SUPAERO در تولوز، فرانسه، اتخاذ کرده‌ایم.

مطالعه اولیه ما با همکاری Daniel Callan از NICT در دانشگاه اوزاکا، که پژوهشگر همکار آزمایشگاه ما است، انجام شد. خلبانان در دستگاه fMRI قرار گرفتند و از آن‌ها خواسته شد تا یک هواپیمای آکروباتیک را در یک شبیه‌ساز که از طریق آینه‌ها به دستگاه تصویربرداری پروجکت شده بود، هدایت کنند.

شرکت‌کنندگان موظف بودند تا هشدارهای شنیداری را که در فواصل منظم در طول سناریوی پرواز به صدا در می‌آمد، گزارش دهند.

نتایج نشان داد که حدود ۳۵٪ از هشدارها شنیده نشدند. حتی جالب‌تر اینکه تحلیل‌ها نشان دادند که وقتی شرایط پرواز بحرانی می‌شود، نواحی خاصی از قشر پیش‌پیشانی، که به عنوان “بازوی اجرایی” مغز شناخته می‌شود، فعال شده و عملاً قشر شنوایی را خاموش می‌کنند و خلبانان را از پردازش و پاسخ‌دهی به هشدارها ناتوان می‌سازند. همزمان، فعالیت در برخی نواحی بصری مرتبط با پردازش حرکت افزایش یافت.

گویا مغز تصمیم می‌گیرد که اطلاعات بصری اولویت دارند و پردازش سیگنال‌های شنوایی را سرکوب می‌کند. این احتمالاً توضیح می‌دهد که چرا هنگام رانندگی، به عنوان مثال، دیگر صدای مسافران یا رادیو را هنگام ترمز اضطراری نمی‌شنویم. مغز خود را دوباره پیکربندی می‌کند تا از خطر اجتناب کند و حس های مرتبط‌تر را فعال کند.

در حالی که fMRI ابزاری حیاتی برای شناسایی نواحی مغز است که مسئول این ناشنوایی هستند، وضوح زمانی آن کافی نیست تا به ما اجازه دهد دقیقاً زمان بروز این پدیده را اندازه‌گیری کنیم. برای یافتن این موضوع، ما با همکارانمان Raphaëlle Roy و Sébastien Scannella آزمایش دوم را با استفاده از EEG، تکنیک مفیدی برای مطالعه مغز در حین عمل، انجام دادیم.

خلبانان “بصری” در مقابل خلبانان “شنیداری”

شرکت‌کنندگان در شبیه‌ساز ما که بر روی جک‌های هیدرولیکی نصب شده بود، قرار گرفتند و با سناریویی مواجه شدند که دود کابین را پر می‌کرد و به این معنی بود که آن‌ها باید در شرایط سخت یک فرود اضطراری انجام دهند. قبل از آزمایش، خلبانان داوطلب باید یک آزمون را تکمیل می‌کردند تا تعیین شود که آیا آن‌ها بیشتر بصری هستند یا شنیداری.

طبق نتایج ما، بیش از ۵۰٪ از هشدارها نادیده گرفته شدند و خلبانان “بصری” بیشتر از خلبانان “شنیداری” احتمال داشت که به هشدارها پاسخ ندهند.

علاوه بر این، تحلیل‌های سیگنال‌های نورو فیزیولوژیکی نشان داد که مکانیزم پشت ناشنوایی نسبت به هشدارها خودکار است و بسیار زود، در ۱۰۰ میلی‌ثانیه پس از تحریک، یعنی خیلی قبل از اینکه صدا به آگاهی برسد (۳۰۰ میلی‌ثانیه)، مداخله می‌کند.

ما همچنین الگوریتم‌هایی را توسعه دادیم تا با بررسی پاسخ‌های نوروفیزیولوژیکی آن‌ها، تعیین کنیم که آیا خلبانان قادر به شنیدن هشدارها بودند یا خیر. در ۷۰٪ موارد، الگوریتم ما توانست تشخیص دهد که مغز خلبان دیگر قادر به پردازش هشدارهای شنیداری نیست.

یک آزمایش نهایی در شرایط پرواز واقعی با استفاده از هواپیماهای سبک از ISAE-SUPAERO، به همراه پروفسور کالان، انجام شد. از خلبانان دانشجو که هدست‌های EEG پوشیده بودند خواسته شد تا یک پرواز آموزشی انجام دهند و  در حالی که به هشدارهای شنیداری پاسخ می‌دادند، چندین موقعیت غیرمنتظره را هم مدیریت کنند.

استفاده از ابزارهای پیشرفته ریاضی برای پردازش سیگنال به ما امکان داد تا پدیده ناشنوایی نسبت به هشدارها را بیشتر درک کنیم. هنگامی که خلبانان هشدارها را از دست می‌دادند، قشر شنوایی آن‌ها با بقیه مغز و محیط ناهماهنگ بود.

این نتایج به مطالعه اولیه fMRI ما افزود و نشان داد که در این شرایط، قشر شنوایی احتمالاً دیگر با مغز ارتباط برقرار نمی‌کند. فراتر از تعمیق درک ما از مکانیزم‌های زیربنایی توجه، این کار امکان جالبی را برای ادغام حسگرها در کلاه ایمنی خلبانان به منظور نظارت بر حالت‌های توجه آن‌ها به صورت لحظه‌ای باز می‌کند.

در نهایت، ما باید قادر باشیم تا کابین و هشدارها را به گونه‌ای تطبیق دهیم که برای خلبانان تحت استرس مؤثرتر باشند.

منبع